แรงต้านอากาศ กระดาษเต้นระบำ วิทย์ที่ดอยอ่างขาง หลอดและไฟฟ้าสถิต

อัลบั้มภาพการเรียนการสอนอยู่ที่นี่ครับ

ถ้าสงสัยว่าไม่เห็นรูปหรือวิดีโอ เข้าไปดูที่เว็บ http://witpoko.com/ นะครับ ส่วนใหญ่ถ้าอ่านในเมล์จะไม่เห็นวิดีโอครับ สำหรับบันทึกการสอนต่างๆในอดีตเข้าไปดูที่ http://atriumtech.com/sci_kids/ นะครับ

(คราวที่แล้วเรื่อง “อากาศร้อนเย็นและความดัน เสื้อกันหนาวทำงานอย่างไร ปืนลมหลอดกาแฟ” ครับ)

วันอังคารที่ผ่านมานี้ผมไปทำกิจกรรมวิทยาศาสตร์กับเด็กๆกลุ่มบ้านเรียนปฐมธรรมและอนุบาลบ้านพลอยภูมิครับ วันนี้เด็กประถมต้นได้ดูวิดีโอหุ่นยนต์วาดรูปบนหาดทราย ได้ดูวิดีโอการปล่อยลูกโบว์ลิ่งและขนนกในห้องสูญญากาศ และได้เล่นของเล่นแถบกระดาษเต้นระบำ เด็กประถมปลายได้คุยกันปรากฎการณ์ที่สังเกตเห็นตอนเดินทางไปดอยอ่างขางคือดวงอาทิตย์ขึ้นเป็นวงรีๆไม่กลมและสีไม่สม่ำเสมอ ภาคตัดขวางของปีกเครื่องบิน และดูวิดีโอสิ่งประดิษฐ์ที่เปลี่ยนขยะเปียกเป็นน้ำดื่มและไฟฟ้าที่สนับสนุนโดยมูลนิธิเกตส์ (และผมได้พยายามปลูกฝังการใช้เงินอย่างมีรสนิยมเพื่อปรับปรุงโลกอย่างนี้ ไม่ใช่สะสมเพื่อตนเองเท่านั้น) เด็กๆอนุบาลสามได้เล่นเอามือดูดหลอดพลาสติกด้วยไฟฟ้าสถิตและแถบกระดาษเต้นระบำครับ

 ก่อนอื่นเด็กประถมต้นได้ดูวิดิโอคลิปนี้ครับ เป็นหุ่นยนต์น่ารักดีชื่อว่า Beachbot คนแค่บอกว่าให้ไปวาดรูปอะไรบนชายหาดแล้วมันก็ไปวาดเอง:

เด็กๆดูจะได้รู้ว่ามีสิ่งประดิษฐ์ใหม่ๆน่าสนใจอย่างนี้แล้วครับ

ต่อไปเด็กๆก็ได้ดูคลิปการปล่อยลูกโบว์ลิ่งกับขนนกจากที่สูงในห้องที่สูบอากาศออกจนเป็นสูญญากาศครับ:

จะเห็นได้ว่าตอนมีอากาศ ขนนกตกช้ากว่าลูกโบว์ลิ่งมากเพราะแรงต้านจากอากาศมีขนาดไม่น้อยเลยเมื่อเทียบกับน้ำหนักของมัน นอกจากนี้ลูกโบว์ลิ่งยังสามารถแหวกผ่านอากาศได้ง่ายกว่าขนนกแบนๆอีกด้วย แต่เมื่อสูบอากาศออกให้ห้องเป็นสูญญากาศ ทั้งขนนกและลูกโบว์ลิ่งก็ตกลงมาพร้อมกันด้วยความเร็วและความเร่งเท่าๆกันที่เกิดจากแรงโน้มถ่วง

ต่อไปเด็กๆก็ได้เล่นของเล่นที่ทำจากแถบกระดาษหางว่าวยาวๆติดกับแท่งพลาสติกที่เราเรียกกันว่ากระดาษเต้นระบำครับ เราจะเห็นแถบกระดาษวิ่งตามๆกันตามการขยับของปลายแท่งพลาสติก เพราะแรงต้านอากาศคอยพยุงไม่ให้แถบกระดาษตกสู่พื้นเร็วเกินไป และแต่ละส่วนของกระดาษจะถูกดึงโดยส่วนที่ติดๆกันทำให้มันวิ่งไปแทนที่ส่วนที่อยู่ใกล้แท่งพลาสติดกว่าไปเป็นทอดๆ แบบนี้ครับ:

DSC05029 DSC05033จากนั้นเด็กๆก็แยกย้ายเล่นกันครับ:

สำหรับเด็กประถมปลาย เราคุยกันเรื่องปรากฎการณ์บางอย่างที่เราสังเกตเห็นเมื่อไปดอยอ่างขางกันสัปดาห์ที่แล้วครับ เราได้ทดลองกันเรื่องความดันอากาศที่พบว่าความดันบนยอดดอยต่ำกว่าที่ฐานโดยสังเกตว่าขวดพลาสติกที่เปิดบนยอดดอยแล้วปิดฝาให้แน่น จะบุบเมื่อเอาลงมาที่ฐานของดอยครับ รวมถึงขวดพลาสติกบุบๆที่ปิดฝาแน่นที่ฐานดอยจะบวมขึ้นเมื่อเอาไปยอดดอยด้วยครับ

อีกเรื่องก็คือเราไปดูดวงอาทิตย์ขึ้นกันตอนเช้า จะสังเกตได้ว่าดวงอาทิตย์ไม่กลม และสีด้านล่างๆจะแดงกว่าด้านบนเช่นนี้ครับ:

10931589_10152530950991174_5464678231390934174_o 10931574_10152530950966174_7529235804852315108_oผมอธิบายให้เด็กๆฟังว่าที่มันดูรีๆก็เพราะว่าแสงส่วนล่างและแสงส่วนบนจากดวงอาทิตย์จะวิ่งผ่านชั้นบรรยากาศของโลก แสงส่วนล่างจะผ่านอากาศชั้นล่างที่มีความหนาแน่านมากกว่าแสงส่วนบนทำให้เกิดการหักเหเปลี่ยนทิศทางมากกว่า ทำให้มุมที่แสงเข้าตาเราจากส่วนบนและส่วนล่างของดวงอาทิตย์ถูกบีบให้แคบกว่าปกติ ทำให้เราเห็นดวงอาทิตย์แบนๆ ไม่กลม พอดวงอาทิตย์ขึ้นไปสูงหน่อย แสงจากส่วนล่างและส่วนบนก็จะผ่านอากาศปริมาณเท่ากันทำให้หักเหเหมือนๆกันไม่มีความแตกต่างระหว่างส่วนล่างกับส่วนบน ทำให้เราเห็นเป็นกลมๆตามปกติ

สำหรับปรากฎการณ์ที่ส่วนล่างมีสีแดงกว่า ผมถามเด็กๆว่าพอมีใครรู้ไหม เด็กๆบางคนสามารถเชื่อมโยงกับเรื่องที่ผมเคยเล่าไปว่าทำไมท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า และดวงอาทิตย์มีสีแดงมากขึ้นตอนเริ่มขึ้นและตกดิน (เพราะแสงอาทิตย์ประกอบด้วยแสงหลายสีดังที่เห็นในรุ้ง เมื่อผ่านอากาศ แสงสีต่างๆจะกระเด็นกระดอนเมื่อชนโมเลกุลอากาศไม่เท่ากัน แสงสีแดงจะกระเด็นกระดอนน้อยสุด แสงสีฟ้าสีม่วงจะกระเด็นมากสุด ท้องฟ้าจึงมีสีฟ้า และตอนอาทิตย์ขึ้นหรือตก แสงจะวิ่งผ่านอากาศเป็นระยะทางไกล แสงต่างๆมีเวลากระเด็นมากขึ้น แสงสีแดงจึงเหลือรอดมามากสุดทำให้เราเห็นเป็นสีแดง) เนื่องจากแสงจากด้านล่างดวงอาทิตย์วิ่งผ่านอากาศมากกว่า แสงจึงกระเด็นออกไปเยอะเหลือสีแดงมาให้เราเห็นมากกว่าแสงจากด้านบนที่ยังมีสีเหลืองๆเหลือมาผสม รายละเอียดเพิ่มเติมหาได้ที่นี่นะครับ

อีกอย่างที่เราคาดไม่ถึงก็คือ จริงๆเมื่อเราเห็นดวงอาทิตย์เริ่มขึ้นนั้น ดวงอาทิตย์ยังอยู่ต่ำกว่าขอบฟ้า แต่เพราะแสงจากดวงอาทิตย์วิ่งผ่านอากาศแล้วหักเห เราจึงสามารถมองเห็นได้ ผมเอาเลเซอร์มายิงผ่านน้ำในขวดพลาสติกให้เด็กๆเพื่อจำลองให้เด็กเห็นว่าแสงมันเลี้ยวไปด้านไหนด้วยครับ (เราต้องใช้น้ำเพราะแสงหักเหได้เยอะกว่าในอากาศทำให้เห็นได้ชัด ไม่ต้องใช้ระยะทางหลายๆกิโลเมตร)

DSC05078ต่อไปผมก็เอาโฟมที่ตัดให้มีภาคตัดขวางเหมือนปีกเครื่องบิน (airfoil) มาให้เด็กๆดูว่าปีกที่มีหน้าตัดอย่างนี้เมื่อวิ่งผ่านลมจะเกิดแรงยกได้ โดยใช้เครื่องเป่าลมเป่าใส่โฟมแทนการวิ่งไปข้างหน้าของเครื่องบิน พบว่าโฟมจะบิดไปในทิศทางเหมือนแรงยกในปีกเครื่องบินครับ

DSC05090 DSC05091 DSC05107 DSC05108ต่อจากนั้นเด็กๆได้ดูวิโดโอเครื่องจักรที่รับขยะเปียกเข้าไป ดึงไอน้ำมากลั่นเป็นน้ำดื่มและเอาขยะที่ดึงไอน้ำออกไปแล้วไปเป็นเชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้าครับ เครื่องจักรนี้เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่สนับสนุนโดยมูลนิธิของบิล เกตส์ ผู้เอาทรัพย์สินมาทำประโยชน์ต่อมนุษยชาติหลายอย่างครับ:

สำหรับเด็กๆอนุบาลสาม เด็กๆได้เล่นกระดาษเต้นระบำและเล่นกลใช้มือดูดหลอดพลาสติกด้วยไฟฟ้าสถิตครับ วิธีทำก็คือเอาหลอดพลาสติกมาถูๆกับเสื้อผ้า แล้ววางบนขวดพลาสติก พอเอามือไปใกล้ๆหลอดจะวิ่งเข้าหามือ ถ้าเอาหลอดอีกอันมาถูเสื้อผ้าแล้วเอาไปใกล้ๆกับหลอดบนขวด หลอดจะผลักกันครับ

ต่อไปนี้คือบรรยากาศและบันทึกการเรียนรู้ของเด็กๆครับ อัลบั้มเต็มอยู่ที่นี่นะครับ

3 thoughts on “แรงต้านอากาศ กระดาษเต้นระบำ วิทย์ที่ดอยอ่างขาง หลอดและไฟฟ้าสถิต”

    1. ขอบคุณครับ ดีใจที่ชอบครับ 🙂

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *